Question

用如图所示的实验装置探究“电流相同时，通过导体产生的热量与电阻大小的关系”（图中甲、乙是完全相同的密闭容器，实验前，A、B两“U”形管内液面是相平的）．

（1）请你用笔画线代替导线，将电路连接完整．

（2）电流产生的热量不易直接测量，因此，在这个实验中是通过观察“U”形管中液面的　    　来显示甲、乙容器内空气温度的变化．通过对比观察，你认为　　（选填“甲”或“乙”）容器中的电阻产生的热量多．由此可知：在电流相同、通电时间相同的情况下，　 　越大，电流产生的热量越多．

（3）当密闭容器中的空气温度升高时，空气的内能将会　  　（选填“变大”或“变小”或“不变”）．

（4）根据你得出的结论，简要解释：电炉工作时，电炉丝热得发红，而与电炉丝连接的导线却几乎不发热，这是为什么？

Answer

（1）如下图所示；（2）高度差；乙；电阻；（3）变大；（4）电炉丝与导线是串联的，电流和通电时间相等，而电炉丝的电阻较大，产生的热量较多，所以电炉丝热得发红，而与电炉丝连接的导线却几乎不发热．

【解析】

试题分析：（1）由Q=I2Rt知，要探究电流产生的热量与电阻的大小关系，应使电流和通电时间相同，将两电阻串联在电路中，如下图所示；

（2）实验中通过观察“U”形管中液面的高度差来显示甲、乙容器内空气温度的变化．观图知，B液柱的液面较高，可知乙容器中的电阻产生的热量多．由此可知：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，电流产生的热量越多．

（3）当密闭容器中的空气温度升高时，空气的内能将会变大．

（4）电炉丝与导线是串联的，电流和通电时间相等，由Q=I2Rt知，电阻越大，产生的热量越多，电炉丝电阻远大于导线电阻，相同时间内，电炉丝产生的热量较多，电炉丝热得发红，而与电炉丝连接的导线却几乎不发热．

考点：探究性实验方案设计与评估，控制变量法应用。